HWM-10303 Water 1 samenvatting
1 Stroomgebiedshydrologie
De circulatie van water via de oceanen, de atmosfeer, de rivieren en de ondergrond staat bekend als
de hydrologische kringloop. De energie voor de kringloop wordt geleverd door de zon.
1.1 Stroomgebieden
Het stroomgebied (catchment) van een waterloop is het gebied dat die waterloop voedt met de
afvoerbare neerslag. Het stroomgebied heeft altijd betrekking op een lozingspunt (outlet), die
meestal benedenstrooms ligt. Een stroomgebied kan opgedeeld worden in drie zones:
1. De bovenloop – deze bestaat uit verschillende aftakkingen die uiteindelijk bij elkaar komen;
de bovenloop wordt vaak de productiezone genoemd. In de bovenloop ligt de bron(nen).
2. De middenloop – een goed ontwikkelde hoofdwaterloop die zich meanderend door het
landschap baant; heeft een beperkt aantal zijlopen; wordt ook wel transportzone genoemd.
3. De benedenloop – ook wel het deltagebied genoemd. Hier splitst de rivier zich door vlak
landschap, het vele water en de vele sedimenten in het water. Dit is de depositiezone.
Elk stroomgebied kan weer onderverdeeld worden in substroomgebieden. Er zijn een aantal
gebiedskenmerken die bepalen welke processen er plaatsvinden in een stroomgebied. De
belangrijksten: topografie, klimaat, bodem en vegetatie.
Topografie
Het landschap speelt een belangrijke rol bij de vorming en het transport van water. Met de topologie
(de vorm van het waterlopenstelsel, zie hier verderop) en de geomorfologie (hoe het landschap, de
geologie en het waterlopenstelsel zijn ontstaan) kan men veel zeggen over de karakteristieken van
het waterlopenstelsel. Met een digitaal terreinmodel (DTM) (Digital Elevation Model, DEM) kan men
een digitale beschrijving van het topografisch oppervlak geven. Zo kun je uit een DTM de helling en
het verval afleiden.
Klimaat
Het afvoergedrag van een stroomgebied wordt sterk bepaald door het klimaat, en dan vooral de
neerslag. De verdeling binnen het jaar en de vorm van de neerslag spelen hierbij ook een rol. Een
rivier die zowel neerslag als gletsjersmeltwater en ander smeltwater afvoert is een gemengde rivier
(bv de Rijn). Rivieren die alleen neerslag afvoeren (bv de Maas) zijn regenrivieren. Verder heeft
verdamping invloed op het gedrag van de rivier, omdat de afvoerbare neerslag (alle neerslag minus
de verdamping) varieert tussen seizoenen.
Bodem & vegetatie
De ondergrond bepaalt o.a. hoeveel water er in de bodem geborgen en afgevoerd kan worden. De
manier waarop landoppervlak gebruikt wordt heeft invloed op de verdamping vanuit de bodem en
de afvoersnelheid van het water. Meer gewassen betekent meer verdamping, en in stedelijk gebied
zakt het water niet de grond in, maar wordt het afgevoerd via riolering.
Om al deze afvoerprocessen wiskundig te kunnen modelleren, moet er goed rekening gehouden
worden met de ruimtelijke variatie. Daarom maakt men in de hydrologie vaak gebruik van
geografische informatiesystemen (GIS). In dit computersysteem worden verschillende digitale
informatielagen van een bepaald gebied met elkaar gecombineerd. Dit kan vervolgens gebruikt
worden voor landschapsanalyse. Een DTM kan bijvoorbeeld als informatielaag dienen.
, De stroomgebiedsgrens, of waterscheiding (water
divide), is de lijn die de verbinding vormt tussen de
uiterste punten in het stroomgebied waarvan de
afvoerbare neerslag het lozingspunt passeert. Er kan
onderscheid zijn tussen de oppervlaktewater-
scheiding en de grondwaterscheiding. Vaak neemt
men het hoogste punt als oppervlaktewaterscheiding
(dit is dan de topografische waterscheiding). Zoals
hiernaast aangegeven, kan het in de praktijk nogal
afwijken. Dit komt vooral voor in gebieden waar
grondwaterstroming een grote bijdrage
levert. In dat geval maakt men gebruik van
grondwaterkaarten (zie h.2) om
gebiedsgrenzen te bepalen.
Het waterlopenstelsel heeft als functie het
water en sedimenten uit een stroomgebied af
te voeren. Zo’n stelsel kan ook door mensen
zijn gemaakt om de waterhuishouding in een
gebied te regelen. De vorm van een
waterlopenstelsel noemen we topologie. Er
zijn drie hoofdstructuren van topologie: communistisch, kapitalistisch en dendritisch.
Om de efficiëntie van het watertransport te bepalen, bereken je de gemiddelde lengte van de
afgelegde weg van locatie tot leveringspunt ( [m]) en de totale lengte ( [m]). De tabel laat
zien dat dendritisch de beste middenweg is, dat bij communistisch het water het langst in het
systeem is, en dat bij kapitalistisch het water het snelst is afgevoerd.
De patronen hangen samen met de geologie:
Dendritisch/boomvormig patroon – bodemprofielen van geringe dikte op homogene
geologische formaties
Radiaire patroon – vulkanische en bergachtige gebieden
Tralievormig – evenwijdige plooien in de aardkost (Appalachen)
Om een goed inzicht te krijgen in de afwatering van een rivierenstelsel, is een
ordenummeringssysteem ontwikkeld. De bron (source) is hierbij het bovenstroomse punt waar het
netwerk start. De monding is het meest stroomafwaarts gelegen punt. Wanneer er twee waterlopen
samenvloeien ontstaat een knoop (conjuction of node). De tak tussen de bron en de eerste knoop, is
een uitwendige tak (exterior link). Elke tak tussen een twee knopen noemen we een inwendige tak
(interior link). Vaak wordt de grootte (magnitude) van het rivierenstelsel uitgedrukt door middel van
het aantal bronnen.
Voor het ordenummeringssysteem zijn een aantal regels:
De kleinste waterlopen, die meestal alleen in natte tijden water voeren, krijgen rangorde 1.
1 Stroomgebiedshydrologie
De circulatie van water via de oceanen, de atmosfeer, de rivieren en de ondergrond staat bekend als
de hydrologische kringloop. De energie voor de kringloop wordt geleverd door de zon.
1.1 Stroomgebieden
Het stroomgebied (catchment) van een waterloop is het gebied dat die waterloop voedt met de
afvoerbare neerslag. Het stroomgebied heeft altijd betrekking op een lozingspunt (outlet), die
meestal benedenstrooms ligt. Een stroomgebied kan opgedeeld worden in drie zones:
1. De bovenloop – deze bestaat uit verschillende aftakkingen die uiteindelijk bij elkaar komen;
de bovenloop wordt vaak de productiezone genoemd. In de bovenloop ligt de bron(nen).
2. De middenloop – een goed ontwikkelde hoofdwaterloop die zich meanderend door het
landschap baant; heeft een beperkt aantal zijlopen; wordt ook wel transportzone genoemd.
3. De benedenloop – ook wel het deltagebied genoemd. Hier splitst de rivier zich door vlak
landschap, het vele water en de vele sedimenten in het water. Dit is de depositiezone.
Elk stroomgebied kan weer onderverdeeld worden in substroomgebieden. Er zijn een aantal
gebiedskenmerken die bepalen welke processen er plaatsvinden in een stroomgebied. De
belangrijksten: topografie, klimaat, bodem en vegetatie.
Topografie
Het landschap speelt een belangrijke rol bij de vorming en het transport van water. Met de topologie
(de vorm van het waterlopenstelsel, zie hier verderop) en de geomorfologie (hoe het landschap, de
geologie en het waterlopenstelsel zijn ontstaan) kan men veel zeggen over de karakteristieken van
het waterlopenstelsel. Met een digitaal terreinmodel (DTM) (Digital Elevation Model, DEM) kan men
een digitale beschrijving van het topografisch oppervlak geven. Zo kun je uit een DTM de helling en
het verval afleiden.
Klimaat
Het afvoergedrag van een stroomgebied wordt sterk bepaald door het klimaat, en dan vooral de
neerslag. De verdeling binnen het jaar en de vorm van de neerslag spelen hierbij ook een rol. Een
rivier die zowel neerslag als gletsjersmeltwater en ander smeltwater afvoert is een gemengde rivier
(bv de Rijn). Rivieren die alleen neerslag afvoeren (bv de Maas) zijn regenrivieren. Verder heeft
verdamping invloed op het gedrag van de rivier, omdat de afvoerbare neerslag (alle neerslag minus
de verdamping) varieert tussen seizoenen.
Bodem & vegetatie
De ondergrond bepaalt o.a. hoeveel water er in de bodem geborgen en afgevoerd kan worden. De
manier waarop landoppervlak gebruikt wordt heeft invloed op de verdamping vanuit de bodem en
de afvoersnelheid van het water. Meer gewassen betekent meer verdamping, en in stedelijk gebied
zakt het water niet de grond in, maar wordt het afgevoerd via riolering.
Om al deze afvoerprocessen wiskundig te kunnen modelleren, moet er goed rekening gehouden
worden met de ruimtelijke variatie. Daarom maakt men in de hydrologie vaak gebruik van
geografische informatiesystemen (GIS). In dit computersysteem worden verschillende digitale
informatielagen van een bepaald gebied met elkaar gecombineerd. Dit kan vervolgens gebruikt
worden voor landschapsanalyse. Een DTM kan bijvoorbeeld als informatielaag dienen.
, De stroomgebiedsgrens, of waterscheiding (water
divide), is de lijn die de verbinding vormt tussen de
uiterste punten in het stroomgebied waarvan de
afvoerbare neerslag het lozingspunt passeert. Er kan
onderscheid zijn tussen de oppervlaktewater-
scheiding en de grondwaterscheiding. Vaak neemt
men het hoogste punt als oppervlaktewaterscheiding
(dit is dan de topografische waterscheiding). Zoals
hiernaast aangegeven, kan het in de praktijk nogal
afwijken. Dit komt vooral voor in gebieden waar
grondwaterstroming een grote bijdrage
levert. In dat geval maakt men gebruik van
grondwaterkaarten (zie h.2) om
gebiedsgrenzen te bepalen.
Het waterlopenstelsel heeft als functie het
water en sedimenten uit een stroomgebied af
te voeren. Zo’n stelsel kan ook door mensen
zijn gemaakt om de waterhuishouding in een
gebied te regelen. De vorm van een
waterlopenstelsel noemen we topologie. Er
zijn drie hoofdstructuren van topologie: communistisch, kapitalistisch en dendritisch.
Om de efficiëntie van het watertransport te bepalen, bereken je de gemiddelde lengte van de
afgelegde weg van locatie tot leveringspunt ( [m]) en de totale lengte ( [m]). De tabel laat
zien dat dendritisch de beste middenweg is, dat bij communistisch het water het langst in het
systeem is, en dat bij kapitalistisch het water het snelst is afgevoerd.
De patronen hangen samen met de geologie:
Dendritisch/boomvormig patroon – bodemprofielen van geringe dikte op homogene
geologische formaties
Radiaire patroon – vulkanische en bergachtige gebieden
Tralievormig – evenwijdige plooien in de aardkost (Appalachen)
Om een goed inzicht te krijgen in de afwatering van een rivierenstelsel, is een
ordenummeringssysteem ontwikkeld. De bron (source) is hierbij het bovenstroomse punt waar het
netwerk start. De monding is het meest stroomafwaarts gelegen punt. Wanneer er twee waterlopen
samenvloeien ontstaat een knoop (conjuction of node). De tak tussen de bron en de eerste knoop, is
een uitwendige tak (exterior link). Elke tak tussen een twee knopen noemen we een inwendige tak
(interior link). Vaak wordt de grootte (magnitude) van het rivierenstelsel uitgedrukt door middel van
het aantal bronnen.
Voor het ordenummeringssysteem zijn een aantal regels:
De kleinste waterlopen, die meestal alleen in natte tijden water voeren, krijgen rangorde 1.
